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为探究施肥策略对农牧系统影响，研究人员开展了纯作物系统与集成作物 - 畜牧系统（ICLS）中不同施肥策略的研究。结果表明 ICLS 结合系统施肥可提升黑麦草养分含量与生物量，还利于后续大豆养分传承。这为优化农牧生产提供了依据。
在农业生产的大舞台上，养分管理一直是决定作物产量和质量的关键因素。氮（N）、磷（P）、钾（K）这三种元素，就如同农业生产的 “三驾马车”，驱动着作物茁壮成长。然而，当前的农业现状却面临着诸多挑战。磷肥的有限供应严重制约了全球约 40% 的耕地粮食生产，而钾肥同样是不可忽视的有限资源。为了确保粮食安全和农业的可持续发展，合理利用肥料、将其纳入循环生产体系迫在眉睫。
在过去，从二战结束到 20 世纪末，氮肥和磷肥的大量施用（分别增长了 7 倍和 3.5 倍）确实推动了作物产量的显著提升。但随着时间推移，这种依赖化肥的纯作物系统逐渐暴露出问题。在巴西南部，纯作物系统将动物放牧排除在外，夏季种植谷物，冬季种植覆盖作物如燕麦或意大利黑麦草。这种生产方式与自然生态过程渐行渐远，忽视了家畜在维持土壤肥力方面的重要作用，长期来看，可能会影响农业系统的可持续性。
在此背景下，集成作物 - 畜牧系统（ICLS）应运而生。它被视为一种可持续的农业生产模式，既能强化农业生产，又能减少对外部化肥的依赖。在 ICLS 中，家畜的加入提高了资源利用效率，促进了养分循环，减少了养分流失。而且，合理管理载畜量还能刺激土壤微生物活动，改善土壤结构，为作物生长创造良好条件。
不过，在 ICLS 的施肥管理方面，仍存在知识空白。以往传统的施肥方式是在谷物作物种植时补充养分，而一种名为 “系统施肥” 的新策略正逐渐受到关注。这种策略将磷和钾的施肥时间提前到牧场建立阶段。虽然已有研究表明该策略能提高系统生产力，但对于植物养分含量的影响还不明确。于是，来自巴西里约热内卢联邦大学实验农艺站（EEA — UFRGS）的研究人员，针对这一问题展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Field Crops Research》上，为优化农牧生产提供了重要依据。
研究人员采用了随机完全区组的析因设计（2×2），设置了四个重复。对比了纯作物系统和 ICLS 中，在牧场建立时（系统施肥）或谷物作物建立时（作物施肥）进行磷和钾施肥，对意大利黑麦草生物量积累和营养状况的影响，以及对后续大豆作物的养分传承效应。实验在巴西里约热内卢联邦大学实验农艺站进行，该地区属于亚热带湿润气候，研究人员详细记录了实验期间的气温和降雨量变化。
研究结果显示：
- 生物量积累动态：动物效应、施肥策略与播种后天数之间存在显著交互作用。播种 151 天后，ICLS 的意大利黑麦草累积生物量（8700±357 kg DM ha?1）显著高于纯作物系统（7308±475 kg DM ha?1），系统施肥处理的累积生物量（8757±464 kg DM）也更大。这表明 ICLS 和系统施肥策略有利于意大利黑麦草生物量的积累。
- 养分含量：无论播种后天数如何，系统施肥处理的意大利黑麦草磷含量均显著高于作物施肥处理（P < 0.001）。播种 63 天后，ICLS 中的意大利黑麦草磷含量高于纯作物系统（P < 0.05）。在放牧期，系统施肥使意大利黑麦草的钾含量比作物施肥增加了 12%（P < 0.01）；从动物效应看，ICLS 中的钾含量比纯作物系统高 14%（P < 0.01）。这充分说明系统施肥和 ICLS 能有效提高意大利黑麦草的养分含量。
- 营养指数：作物施肥处理下，黑麦草的磷营养指数（PNI）在播种后 62 天内略有限制，而系统施肥处理的 PNI 始终高于 1.1，表明植物磷营养状况良好。钾营养指数（KNI）在 1.4 - 1.8 之间，表明无论是 ICLS 还是纯作物系统，植物都存在钾的奢侈消耗现象，且系统施肥处理下这种现象更明显。
- 对后续大豆作物的影响：系统施肥在 ICLS 中不仅对牧场阶段意大利黑麦草的养分含量有积极影响，还确保了养分能传承给后续的大豆作物。尽管放牧导致牧场残留减少，但大豆的生物量和谷物产量并未受到影响，这意味着系统施肥保证了不同作物生长阶段的养分供应。
综合研究结果和讨论部分可知，ICLS 结合系统施肥策略是一种有效的农业生产方式。它在牧场阶段提高了意大利黑麦草的磷、钾含量和生物量积累，同时保证了后续大豆作物的养分供应，维持了大豆的产量。这一研究成果为农业生产者提供了科学的施肥指导，有助于优化农牧生产，在保障作物产量的同时，实现农业的可持续发展，减少对有限肥料资源的依赖，为解决全球粮食安全和资源可持续利用问题贡献了重要力量。
